Например, Бобцов

ТЕПЛОВЫЕ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПОЛЯ ПРИ ИСКРОВОМ ПЛАЗМЕННОМ СПЕКАНИИ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Аннотация:

Постановка проблемы. Повышение термоэлектрической добротности термоэлектриков связывают с использованием наноструктурированных термоэлектрических материалов, полученных из порошков методом искрового плазменного спекания. Сохранение наноструктуры порошка в процессе спекания возможно при оптимальных температурных режимах их получения. Выбор этих режимов осложнен свойствами термоэлектриков – анизотропных полупроводниковых материалов. Решение данной проблемы путем моделирования процесса спекания требует грамотного подхода к постановке задачи и корректного задания свойств термоэлектриков и материалов, входящих в рабочую установку, а также граничных условий. В представленной работе предложена работоспособная модель спекания термоэлектриков. Методы. Рассматривается процесс спекания термоэлектрического материала – теллурида висмута с использованием установки SPS-511S. Учитываются температурные зависимости электро- и теплопроводности теллурида висмута, а также материалов, из которых изготовлены элементы установки. Показано, что распределение температуры в образце может быть определено в рамках стационарной задачи. Моделирование выполняется в программном продукте Comsol Multiphysics. Граничные условия включают конвективный теплообмен и излучение по закону Стефана– Больцмана. Результаты. Проведено компьютерное моделирование электро- и теплофизических процессов, протекающих при искровом плазменном спекании. Получено распределение температуры и потенциала в образце при спекании. Показана определяющая роль в формировании температурного поля в образцах графитовой пресс-формы. Проанализиро- вано влияние геометрических размеров графитовой пресс-формы на условия спекания наноструктурированных термоэлектриков. Практическая значимость. Установлены оптимальные размеры цилиндрической пресс-формы для получения однородных по объему образцов на основе теллурида висмута. Показаны пути модификации процесса спекания, позволяющие создавать образцы термоэлектриков с прогнозируемыми свойствами. 

Читать текст статьи

Ключевые слова:

Постоянный URL

Статьи в номере

Содержание © 1993–2024 Университет ИТМО
Разработка © 2015 Университет ИТМО